Question

（15分）X、Y、Z、Q、W為按原子序數(shù)由小到大排列的五種短周期元素，已知：
①X元素與Q處于同一主族，其原子價(jià)電子排布式都為ns²np²，且X原子半徑小于Q的。
②Y元素是地殼中含量最多的元素；W元素的電負(fù)性略小于Y元素，在W原子的電子排布中，p軌道上只有1個(gè)未成對(duì)電子。
③Z元素的電離能數(shù)據(jù)見(jiàn)下表（kJ·mol^－1）：

I1	I2	I3	I4	…
496	4562	6912	9540	…

 
請(qǐng)回答：
（1）XY₂分子空間構(gòu)型為             ，X原子的軌道雜化方式為           ；QX的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的相似，其中X原子的雜化方式為       ，微粒間存在的作用力是          。
（2）晶體ZW的熔點(diǎn)比晶體XW₄明顯高的原因是                       。
（3）氧化物MO的電子總數(shù)與QX的相等，則M為_(kāi)_____________（填元素符號(hào)）。MO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與ZW晶體相似。MO的熔點(diǎn)比CaO的高，其原因是_________________________。

（4）ZW晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖。已知：ρ(ZW)＝2.2 g·cm^－3，N_A＝6.02×10²³mol^－1，則ZW晶體中兩個(gè)最近的Z離子中心間的距離為               。

Answer 1

⑴ 直線型分子；  sp雜化； sp³雜化；共價(jià)鍵 ； ⑵NaCl為離子晶體而CCl₄為分子晶體；
⑶Mg  Mg^2＋半徑比Ca^2＋小，MgO晶格能大      ⑷  4.0×10^{－8 cm}

試題分析：根據(jù)題意可推知各種元素分別為：X是C；Y的O；Z是Na；Q是Si；W是Cl。（1）CO₂分子空間構(gòu)型為直線型；其中X原子的軌道雜化方式為sp雜化；SiC的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的相似，是原子晶體，其中C原子的雜化方式為sp³雜化；C原子與Si原子之間的作用力是共價(jià)鍵。（2）NaCl晶體是離子晶體，離子間通過(guò)離子鍵結(jié)合，離子鍵是一種強(qiáng)烈的相互作用，斷裂較難，因此該化合物的熔點(diǎn)高；而CCl₄是由分子通過(guò)分子間作用力結(jié)合，分子間作用力是一種比較弱的作用，破壞比較容易，因此該晶體的熔沸點(diǎn)比較低，CCl₄在室溫下為液態(tài)。（3）SiC的電子數(shù)是20，而氧化物MO的電子總數(shù)與SiC的相等，則M的電子數(shù)是12，該元素是Mg；MgO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似。MgO的熔點(diǎn)比CaO的高，是因?yàn)镸g^2＋半徑比Ca^2＋小，MgO晶格能大，斷裂其離子鍵比CaO難，所以熔點(diǎn)較高。（4）在一個(gè)晶胞中含有的Na⁺：8×1/8+6×1/2=4;含有的Cl-：12×1/4+1=4.即一個(gè)晶胞中含有4個(gè)NaCl.所以晶胞的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，則在晶胞中兩個(gè)最近的Na+的距離是整理解得=4.0×10^－8 cm。